目前，道路安全受到了公眾越來越多的關(guān)注，工業(yè)界和學(xué)術(shù)界在減輕交通事故影響方面已經(jīng)做了很多工作。無線技術(shù)的發(fā)展給道路安全和交通管理帶來了新的技術(shù)手段，多數(shù)車輛都配備了無線通信設(shè)備。該設(shè)備稱為車載單元（OBU），可以和其他車輛、路側(cè)設(shè)備（RSU）進(jìn)行通信。
　　OBU和RSU形成的自組織網(wǎng)絡(luò)稱為車輛ad hoc網(wǎng)絡(luò)（VANET），通過車車通信實現(xiàn)的應(yīng)用（如緊急制動警告）可以提高道路安全和效率，以及提高駕駛經(jīng)驗。新技術(shù)的采用帶來了巨大的社會效益，同時也帶來了巨大的挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)是如何解決由新技術(shù)帶來的安全和隱私問題。如果我們在廣泛部署這種網(wǎng)絡(luò)之前不考慮安全和隱私問題，那么VANET吸引人的特點將不可避免地承擔(dān)更高的濫用風(fēng)險。
　　VANET作為移動自組織網(wǎng)絡(luò)（MANET網(wǎng)絡(luò)）的一種特殊實現(xiàn)方式，具有許多獨特的功能和應(yīng)用。首先，節(jié)點（車輛和RSU）之間的連接經(jīng)常是短暫的和一次性的事件；在有限的時間內(nèi)，兩車之間在傳輸范圍內(nèi)或者經(jīng)過幾跳保持連接，這樣導(dǎo)致的結(jié)果是車聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是高度動態(tài)的。此外，VANET是一個巨大的網(wǎng)絡(luò)，可能包括數(shù)以百萬計的節(jié)點（在道路上的車輛和RSU），使得VANET在保證安全性和隱私方面面臨巨大的挑戰(zhàn)，特別是消息的真實性和完整性以及保護(hù)與用戶相關(guān)的隱私信息，如駕駛?cè)诵彰�、車牌號碼、車型和行駛路線等信息。現(xiàn)有的通信安全和隱私保護(hù)的研究和解決方案沒有考慮車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的伸縮性和通信開銷，因此不能有效地應(yīng)用于VANET。消息驗證是確保信息可靠性的常用工具，但它在VANET中面臨巨大挑戰(zhàn)，當(dāng)車輛收到大量的信息時，傳統(tǒng)的認(rèn)證機(jī)制可能產(chǎn)生車輛無法負(fù)擔(dān)的計算開銷，并且有可能給時間要求嚴(yán)格的應(yīng)用（如事故預(yù)警）帶來不可接受的延時。另一個挑戰(zhàn)是通信的隱私保護(hù)，如不應(yīng)該被未經(jīng)授權(quán)的第三者獲得車輛的身份、位置和移動軌跡等隱私信息。在本書中，匿名消息認(rèn)證的概念是將信息的真實性和私密性進(jìn)行了融合。
　　本書主要關(guān)注VANET中的消息認(rèn)證和隱私問題，我們首先描述了VANET中安全和隱私問題，以及解決這些問題面臨的挑戰(zhàn)。
　　第2章描述了VANET中不同設(shè)備（OBU和RSU）之間通信的安全和隱私需求。本書確定了最合適的密碼原語，并設(shè)計了安全和隱私保護(hù)協(xié)議。該協(xié)議融合了群簽名和基于標(biāo)識（ID）的簽名來滿足車載通信安全性和私密性的要求。
　　第3章進(jìn)一步描述了VANET的隱私保護(hù)，即如何有效地應(yīng)對日益嚴(yán)重的撤銷列表而實現(xiàn)有條件的可追溯。在OBU和RSU之間采用基于on-the-fly short-term的匿名密鑰生成技術(shù)，本書提出了一種有效的條件隱私保護(hù)協(xié)議，其特點是通過提供有條件的隱私保護(hù)，提高OBU存儲最小化的匿名密鑰和安全信息快速驗證的工作效率。
　　前言●●●●●●●●●●車載ad hoc網(wǎng)絡(luò)的安全性與隱私保護(hù)第4章討論了VANET中位置隱私的假名改變策略，即使一個OBU持有大量VANET假名，如果假名沒有在合適的時間和合適的地點改變，則位置隱私仍然受到侵犯。為了使汽車實現(xiàn)高層次的位置隱私，本書提出了一個高效的在聚集點進(jìn)行假名改變的策略。其中，聚集點是指許多車輛臨時聚集的地方。
　　隨后，本書采用協(xié)作的方法應(yīng)對復(fù)雜的匿名消息驗證挑戰(zhàn)。在VANET中，匿名消息認(rèn)證協(xié)作可以被定義為車輛和RSU一起工作以確保接收信息的完整性，以及驗證消息確實是從合法用戶發(fā)出。協(xié)作可采取多種形式，例如車輛和RSU或只在車輛之間采用協(xié)作的方式。根據(jù)組內(nèi)車輛和RSU角色的不同，可以采取不同的協(xié)作方式，例如，VANET中資源豐富的RSU通常被視為可信實體，因為這種RSU一般由政府或服務(wù)提供商部署，它們的位置是固定的。這種情況下VANET可以利用RSU的資源和固定位置的優(yōu)勢實現(xiàn)消息驗證，通過允許資源豐富的和值得信賴的RSU在消息驗證過程中作為主要的處理角色，RSU可以協(xié)助車輛驗證它們收到的信息。
　　對于VANET早期常見的只有車輛之間協(xié)作（由于缺少RSU）的情況，車輛可以按照自己的計算能力驗證一定比例的消息并報告檢測到的任何無效的消息。當(dāng)各單元一起工作時，不必要的消息認(rèn)證和驗證也可以被最小化。此外，可以根據(jù)車載網(wǎng)絡(luò)中傳送的消息內(nèi)容決定是否進(jìn)行協(xié)作，例如所有車輛通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中在特定的區(qū)域傳播緊急消息是最重要的，向附近的車輛快速地傳播緊急狀態(tài)和本地警告消息可以防止發(fā)生二次事故，尤其是在能見度不好的條件下（例如大霧的情況）對車輛的安全駕駛很有幫助。在大多數(shù)情況下，VANET以多跳傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)緊急消息的傳播，特別是在安裝較少RSU的郊區(qū)。在緊急情況下，同一地區(qū)的多個感測車輛可以檢測到相同的公共事件，因此充分利用緊急事件交叉驗證的特點可能成為提升VANET整體安全級別的方法。通過收集證人的反饋來交叉驗證緊急事件的方法可以被定義為一種投票機(jī)制。該機(jī)制最初用于檢測在沒有任何集中安全授權(quán)的分布式自組織網(wǎng)絡(luò)中行為不端的節(jié)點。這種協(xié)作往往適用于處理特殊類型的消息，如緊急消息，并且該機(jī)制可以移植到VANET中，以提高突發(fā)事件認(rèn)證的整體安全性。
　　本書將VANET協(xié)作認(rèn)證機(jī)制分為四類：RSU輔助認(rèn)證（第5章）、基于TESLA的認(rèn)證（第6章）、分布式協(xié)作認(rèn)證（第7章）和上下文感知協(xié)作認(rèn)證（第8章）。對于每類機(jī)制，本書引入了相應(yīng)的消息認(rèn)證協(xié)議，同時還對這些協(xié)議的安全性、效率和效益進(jìn)行了分析。理論分析和仿真結(jié)果表明，對車輛通信消息的安全認(rèn)證來說，協(xié)作認(rèn)證是一種很有前途的、有效的方式。
　　由于車輛的移動，車輛可以在路旁部署的RSU之間漫游。最后一章討論了在VANET中實現(xiàn)無縫移動的挑戰(zhàn)。通過考慮車載通信網(wǎng)絡(luò)的一些固有特性如可預(yù)見的車輛移動，介紹了一種基于移動預(yù)測的無縫認(rèn)證方案，實現(xiàn)快速認(rèn)證，減少認(rèn)證延遲時間。
　　本書主要介紹了我們對VANET中匿名消息驗證的研究結(jié)果，并且提供了一個綜合性研究及VANET中安全和隱私問題的解決方案。
　　我們要感謝很多人的幫助，他們有見地的意見和建議，幫助我們更好地提高研究工作水平。特別是，我們要感謝下述研究人員，他們與我們一起為本書所描述的這個令人興奮的研究課題努力：Prof.Xue min(Sherman)Shen,Prof.Pin-HanHo,Prof.HaojinZhu,Dr.ChenxiZhang,XiaotingSun,Dr.XiaoyuWang,Dr.XiaohuiLiang,Dr.TomH.Luan,和Dr.XuLi。與他們之間的討論和合作為這本書打下了基礎(chǔ)。此外，還要感謝IEEE允許我們使用IEEE-版權(quán)作品。
　　加拿大安大略理工大學(xué)Xiaodong Lin
　　新加坡南洋理工大學(xué)Rongxing Lu
　　在提供更多的連接已經(jīng)成為車輛智能化重要標(biāo)志的大趨勢下，隨著更多車輛接口的開放和更多接入方式的引入，車輛信息安全和隱私保護(hù)成為一個重要的問題。在這個大背景下，《車載ad hoc網(wǎng)絡(luò)的安全性與隱私保護(hù)》一書對車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的安全和隱私保護(hù)提出了相應(yīng)的解決方案。本書涵蓋了安全技術(shù)、通信技術(shù)和車輛工程等學(xué)科的知識，專業(yè)程度較高，其出版對我國車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展具有積極的意義，可以為科研人員的研究提供參考。
　　隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)變成了人們生活中的一部分，隨之而來的交通安全問題也成為世界性的大問題。隨著高速公路的發(fā)展和汽車性能的提高，汽車行駛速度也相應(yīng)加快，加之汽車數(shù)量增加以及交通運輸日益繁忙，汽車事故增多所引起的人員傷亡和財產(chǎn)損失，已成為一個不容忽視的社會問題，汽車的行車安全的重要性更加凸顯。雖然汽車行業(yè)已經(jīng)采用各種方法來保證駕駛?cè)说陌踩�，但是如何避免事故發(fā)生才是未來車輛安全的討論重點�？梢灶A(yù)見，車輛的主動安全性將成為未來汽車安全技術(shù)發(fā)展的重點和趨勢。
　　隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，人們開始研究車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車主動安全性領(lǐng)域的應(yīng)用，近年來已經(jīng)成為國內(nèi)外的研究熱點，歐美等國家已經(jīng)基于802��11a協(xié)議開發(fā)出了專用短距通信（DSRC），即802��11p協(xié)議，而我國企業(yè)主導(dǎo)的LTE-V標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)在3GPP成功立項，2016年9月將推出V2V版本。
　　從目前車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢來看，提供更多的連接已經(jīng)成為車輛智能化的一個重要標(biāo)志。但隨著更多車輛接口的開放和更多接入方式的引入，車輛信息安全和隱私保護(hù)又成為一個重要的問題。在這個大背景下，這本書對車輛自組織網(wǎng)絡(luò)的安全和隱私保護(hù)提出了相應(yīng)的解決方案，該書的出版對我國車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展具有積極的意義，可以為科研人員的研究提供參考。
　　本書由大唐無線移動創(chuàng)新中心車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品線的徐暉和周巍負(fù)責(zé)翻譯，前言、1~5章由徐暉負(fù)責(zé)翻譯，6~9章由周巍負(fù)責(zé)翻譯。在翻譯過程中得到了機(jī)械工業(yè)出版社的大力支持，在此表示衷心的感謝。作為一本學(xué)術(shù)專著，本書涵蓋了安全技術(shù)、通信技術(shù)和車輛工程等學(xué)科的知識，專業(yè)程度較高，在翻譯過程中，我們盡可能地保留原著的寫作風(fēng)格，但是由于自身的水平有限，在翻譯中難免存在不足之處，希望能夠得到讀者的悉心指正。
　　譯者